В автомобильной промышленности светодиоды получают все большее распространение благодаря лучшему освещению по сравнению с традиционными технологиями освещения. Светодиоды могут предложить водителям автомобилей расширенный диапазон обзора, позволяя им более четко видеть дорогу, а также обеспечивают лучшее освещение для пешеходов на дороге. Большое внимание при разработке уделяется корпусу меньшего размера, более высокому тепловыделению, большей экономии энергии и повышенной надежности.
Ожидается, что рынок автомобильных светодиодов достигнет 2.9 млрд долларов в 2021 году, обеспечивая темпы роста на 13.7% в годовом исчислении благодаря фарам и дисплеям. Панели, Согласно Корпорация TrendForce. По данным исследователя рынка, доля светодиодов для легковых автомобилей в мире достигла 53% в 2020 году, из них 85% приходится на электромобили.
Часть обеспечения более эстетичного освещения для большей дифференциации интерьера и экстерьера автомобиля требует меньших световых и энергетических решений. За последний год, хотя производители светодиодов разработали новые устройства в меньших размерах с более высокой яркостью и надежностью, производители светодиодных драйверов продолжают выходить на новый уровень интеграции без ущерба для производительности, помогая разрабатывать более изящные конструкции автомобильного освещения.
В то же время производители светодиодного освещения продолжают совершенствовать свои технологии для улучшения видимости и безопасности при вождении. Что касается внешнего освещения, эти улучшения были сосредоточены на яркости, эффективности и меньших размерах корпуса.
Одним из примеров является новое поколение светодиодов Dominant Opto Technologies, выпущенное ранее в этом году. В Спайс Плюс 2520 Светодиоды предназначены для задних комбинированных фонарей, которые используются в качестве задних фонарей, верхних фонарей, высоких центральных стоп-сигналов, сигналов поворота и задних противотуманных фонарей.
Несмотря на меньший размер, 2.5 × 2.5 × 0.7 мм, Dominant заявила, что превосходит своих предшественников и аналогичные продукты на рынке с точки зрения яркости, долговечности и надежности. Это также открывает возможности для меньшего и более тонкого дизайна.
Компания Dominant также отметила, что это первый производитель светодиодов, предлагающий линейки продуктов с единым корпусом для пяти уровней мощности (0.1 Вт, 0.2 Вт, 0.5 Вт, 1 Вт и 2 Вт) и трех цветов - янтарного, желтого и супер-красного. - для различных применений задних комбинированных фонарей.
Компания заявила, что с концепцией «Один пакет для всех» схема конструкция упрощена и дает преимущества по стоимости.
Другие ключевые особенности включают низкое тепловое сопротивление и отличные теплоотводящие свойства. По сравнению с обычными пакетами, такими как PLCC, при тех же условиях движения Spice Plus 2520 способен поддерживать более высокий световой поток в течение более длительного времени.
Серия с низким энергопотреблением, включая SVx-HHG (0.1 Вт), SVx-MHG (0.2 Вт) и SVx-SHG (0.5 Вт), имеет один общий оптический центр, в то время как две серии с высокой мощностью, SVx- TZHG (1 Вт) и SVx-WZHG (2 Вт) имеют еще один общий оптический центр. Стандартизированная площадь основания и оптический центр позволяют клиентам упростить конструкцию оптики, линз и ламп, одновременно позволяя повторно использовать дизайнерские модули и платформы для шаблонов.
Spice Plus 2520 также поставляется с новой выводной рамкой и специальной паяльной площадкой, которая повысила надежность корпуса за счет увеличения прочности корпуса на сдвиг в 1.5 раза по сравнению со светодиодами аналогичного размера со стандартными паяными площадками для большей надежности.
Умные, или интеллектуальные, фары, такие как системы адаптивного дальнего света (ADB), представляют собой растущую тенденцию к улучшению видимости водителя и безопасности дорожного движения. Компания Samsung Electronics Co., Ltd. объявила о своем Светодиод PixCell в этом году новый автомобильный светодиод модуль оптимизирован для интеллектуальных фар, таких как системы ADB, которые автоматически регулируют диаграмму направленности света фар, чтобы предотвратить ослепление других водителей.
По словам Samsung, большим драйвером спроса на системы ADB являются новые автомобильные технологии, такие как автономное и подключенное вождение, которые подняли планку стандартов безопасности транспортных средств.
Светодиод PixCell от Samsung. Щелкните, чтобы увеличить изображение. (Источник: Samsung Electronics Co., Ltd.)
PixCell LED может монолитно объединять более 100 сверхмалых сегментов в один светодиодный чип, значительно уменьшая при этом площадь излучения света - 15.4 × 2.7 мм. По словам Samsung, благодаря уменьшению светоизлучающей области до 1/16 от обычных дискретных светодиодных модулей для систем ADB, PixCell LED может уменьшить размер налобного фонаря на 30-50% для более гладкого дизайна.
Сегменты светодиодов разделены силиконовой перегородкой, чтобы предотвратить оптические перекрестные помехи, которые обеспечивают превосходный контраст для гораздо большей видимости водителя, заявили в компании, и каждый сегмент функционирует как пиксель для управления распределением света, так что луч от фары освещает только точную место, где это необходимо.
Программное обеспечение для автомобильного освещения используется для регулировки распределения света и уровней яркости светодиодов PixCell, что позволяет легко настраивать их в соответствии с различными мировыми правилами и требованиями к автомобильным лампам. Ключевым преимуществом одной стандартной фары является то, что дизайнеры могут настраивать светоотдачу в зависимости от требований, одновременно ускоряя цикл разработки и производства.
Samsung Electronics также анонсировала свое третье поколение (Gen3) Светодиоды серии C для электромобилей (EV), поскольку спрос на энергосберегающие светодиоды продолжает расти. Светодиоды Gen3 обеспечивают повышенную эффективность светоизлучения и содержат «превосходный» люминофор. technology для создания более равномерного распределения света.
Семейство автомобильных светодиодов Samsung Gen3 серии C. Щелкните, чтобы увеличить изображение. (Источник: Samsung Electronics Co., Ltd.)
Семейство Gen3 серии C состоит из шести мощных светодиодных корпусов, которые обеспечивают высокий уровень светового потока и яркости для большей экономии энергии. Пакеты доступны в различных цветах и мощностях, включая пять вариантов для белого (1 Вт, 3 Вт, 6 Вт, 9 Вт и 12 Вт) и один для желтого (3 Вт), что делает их пригодными для использования в налобных фонарях. такие как ближний и дальний свет, дневные ходовые огни и указатели поворота.
Светодиоды серии C Gen3 требуют меньшего количества светодиодных чипов для достижения того же уровня характеристик налобных фонарей по сравнению с обычными мощными светодиодами. Или с тем же количеством микросхем, это позволяет фарам снизить ток возбуждения более чем на 10% и упростить решение по рассеиванию тепла более чем на 20%, что приводит к более энергоэффективным и более легким лампам.
По словам Samsung, при использовании в автомобилях с бензиновым двигателем пакеты Gen3 серии C также позволяют повысить топливную эффективность, что снижает углеродный след от ежедневных поездок.
Также нацелено на электромобили, Сеул Полупроводниковое Co., Ltd. расширила производство микросхем на печатной плате (ВИКОП) Светодиодная технология с запуском светодиода WICOP TE (Top Electrode), который разработан для значительного повышения теплового КПД автомобильных фар.
Сеул ПолупроводниковоеWICOP TE для налобных фонарей отличается от предыдущего метода крепления корпуса светодиодов к печатной плате и позволяет прикрепить корпус непосредственно к радиатору, который быстро рассеивает тепло, выделяемое в фаре. WICOP TE был представлен на семинаре DVN в США 21 сентября.
В прошлом году Сеул расширил семейство, представив серию светодиодов WICOP сверхвысокой яркости (UHL), которые, как утверждается, снижают энергопотребление налобных фонарей на 20% с улучшением рассеивания тепла на 40% по сравнению с другими светодиодными продуктами. .
WICOP TE компании Seoul Semiconductor для налобных фонарей (Источник: Seoul Semiconductor)
Светодиоды Osram Ostune E1608 и E3030. Щелкните, чтобы увеличить изображение. (Источник: Osram Opto Semiconductors)
Производители светодиодов также предлагают больше вариантов освещения для автомобильных интерьеров. Например, Семейство белых светодиодов Ostune Osram Opto Semiconductors предлагает варианты освещения от голубовато-холодного белого до красновато-теплого белого для окружающего освещения.
По словам Осрама, благодаря широкому диапазону цветовой температуры от 2,700 до 6,500 К и возможности выбора из небольших ящиков автомобильные дизайнеры могут точно определить желаемый белый тон и сделать его неизменным элементом дизайна для всех автомобилей.
Кроме того, светодиоды небольшие: размер E1608 составляет 1.6 × 0.8 × 0.6 мм, а у более крупного E3030 - 3 × 3 × 0.65 мм. Ostune E1608 охватывает нижний диапазон яркости до более 7 люмен, а E3030 охватывает верхний диапазон до более 70 люмен.
Светодиодные драйверы
Для автомобильных дисплеев, Сентенция Integrated Products, Inc. запустила четырехканальный низкоуровневыйнапряжение MAX25512 драйвер автомобильной светодиодной подсветки со встроенным усилителем Преобразователь. Компания утверждает, что это единственное интегрированное решение, которое сохраняет полную и постоянную яркость автомобильных дисплеев даже в экстремальных условиях холодного пуска двигателя вплоть до входного напряжения 3 В.
К другим преимуществам встроенного драйвера светодиодной подсветки относятся уменьшение пространства на плате, меньшая стоимость спецификации и высокая эффективность. Однокристальный драйвер светодиода, представленный в 24-контактном плоском корпусе (QFN) размером 4 × 4 × 0.75 мм, устраняет необходимость в внешнем MOSFET и нынешний смысл резистор и интегрирует связь I2C, что помогает снизить стоимость спецификации и уменьшить пространство на плате на 30%. Кроме того, драйвер светодиода включает четыре канала 12 мА, что обеспечивает самый высокий в отрасли КПД (91%) при работе на частоте 2.2 МГц.
Драйвер светодиодной подсветки MAX25512 от Maxim Integrated. Щелкните, чтобы увеличить изображение. (Источник: Maxim Integrated Products Inc.)
MAX25512 включает в себя повышающий преобразователь и токоизмерительный резистор, что устраняет необходимость во внешнем источнике питания. МОП-транзистор обычно требуется для управления автомобильными дисплеями. Встроенный интерфейс связи I2C используется для дисплей настройки и диагностика, а также встроенная функция гибридного затемнения снижает электромагнитные помехи (EMI) и улучшает коэффициент затемнения. Хотя автомобильные системы Start-Stop увеличивают экономию топлива, они могут бросить вызов системе подачи энергии, чтобы поддерживать тот же уровень яркости дисплея во время перезапуска, сказал Maxim Integrated.
Входное напряжение 25512 В MAX3 и КПД 91% при работе на частоте 2.2 МГц обеспечивают полную и постоянную яркость автомобильных дисплеев в условиях холодного запуска / запуска и остановки. После запуска он работает до 3 В без дополнительного повышающего преобразователя, который защищает дисплей от перебоев в подаче электроэнергии. По заявлению компании, такие диагностические функции, как SHORT to GND на каждом приемнике тока, предупреждают микроконтроллер и настройки широтно-импульсной модуляции (PWM) отдельных каналов через интерфейс I2C, чтобы обеспечить более безопасное и качественное отображение.
Другой высокоинтегрированный и гибкий драйвер разработан STMicroelectronics. В АЛЕД6000 Однокристальный автомобильный светодиодный драйвер со встроенным преобразователем постоянного тока в постоянный предназначен для поддержания постоянной интенсивности освещения при колебаниях электрических условий в транспортном средстве. Светодиодный драйвер, соответствующий требованиям AEC-Q100, может использоваться во внешнем освещении, таком как дневные ходовые огни, фары, задние фонари, стоп-сигналы и указатели поворота, а также во внутреннем освещении.
Одночиповый интегрированный автомобильный светодиодный драйвер STMicroelectronics ALED6000. Щелкните, чтобы увеличить изображение. (Источник: STMicroelectronics)
Встроенный автомобильный светодиодный драйвер управляет одной цепочкой светодиодов с током до 3 А и предлагает широкий диапазон входного напряжения от 4.5 В до 61 В. Встроенный преобразователь позволяет использовать топологии понижающего, понижающего / повышающего и плавающего повышающего напряжения, которые обеспечивает гибкость питания светодиодных цепочек, которые требуют напряжения выше или ниже входного, а также позволяет справляться с колебаниями напряжения питания, заявили в компании. Преобразователь также может работать в режиме с малым падением напряжения с рабочим циклом, близким к 100%, если входное напряжение падает близко или ниже запрограммированного выходного значения.
В ALED6000 реализовано цифровое регулирование яркости с помощью специального вывода для подачи управляющего сигнала ШИМ. Также имеется контакт включения и вывода синхронизации, которые обеспечивают низкий уровень шума в приложениях с несколькими устройствами. Выходной ток имеет точность в пределах 3.2% и контролируется чувствительным резистором с типичным падением напряжения 250 мВ. Ток покоя низкий, 2.4 мА в рабочем состоянии и 11 мкА в выключенном состоянии. Он также имеет вывод вспомогательного входа VBIAS и функцию пропуска импульсов при небольшой нагрузке.
Расширяя свой портфель автомобильных устройств для наружного освещения, Diodes Inc. выпустила AL5873Q Трехканальный линейный драйвер светодиодов с ШИМ-регулировкой яркости и аналоговым регулированием яркости, упрощающий конструкцию задних фонарей. Устройство рассчитано на работу при температуре окружающей среды 125 ° C и соответствует требованиям AEC-Q100 Grade 1.
Трехканальный линейный драйвер светодиодов Diodes AL5873Q с ШИМ-регулировкой яркости и аналоговым регулированием яркости. Щелкните, чтобы увеличить изображение. (Источник: Diodes Inc.)
Каждый из каналов AL5873Q может управлять током до 250 мА и настраивается через два опорных резистора, которые подключены к драйверу. ICвыводы REF1 и REF2. По заявлению компании, поддержка двух разных уровней тока светодиодов позволяет более оптимизировать системы освещения, поскольку одни и те же светодиоды могут использоваться в блоках задних фонарей для задних фонарей и стоп-сигналов, что существенно снижает стоимость спецификации.
AL5873Q имеет функции аналогового и ШИМ-управления затемнением, поддерживая максимальную частоту ШИМ 1 кГц. Diodes заявили, что «функция затемнения с ШИМ имеет решающее значение для повышения точности тока, когда светодиоды работают на низких уровнях тока. Ток на каждом канале регулируется с точностью до ± 4%, что позволяет лучше согласовывать канал-канал в задних комбинированных лампах ». AL5873Q переходит в режим ожидания, если не обнаруживается сигнал ШИМ, для экономии энергии. Устройство также обеспечивает широкий диапазон входного напряжения от 5 В до 55 В.
Драйвер светодиода предлагает встроенные функции защиты с двунаправленным выводом неисправности (вход / выход), который отмечает любые неисправности и позволяет подключать выводы неисправности до четырех устройств. Устройство также включает в себя внутреннюю схему контроля температуры перехода, которая снижает ток светодиода при превышении заданного порогового значения температуры. Другие функции защиты включают тепловое отключение, механизмы защиты от короткого замыкания и размыкания цепочки светодиодов, а также блокировку пониженного напряжения на входе.
Для интеллектуальных приложений автомобильного освещения с анимацией Melexis представила MLX81117 многоканальный драйвер RGB-LED. MLX8117 поддерживает безлицензионную высокоскоростную связь MeLiBu, которая поддерживает интеллектуальное анимированное автомобильное освещение для повышения безопасности. MLX81117 предлагает лучшую точность смешивания цветов с дельтой УФ <0.01 по сравнению с предыдущий продукт.
Многоканальный драйвер RGB-LED от Melexis MLX81117 для интеллектуального анимированного автомобильного освещения. Щелкните, чтобы увеличить изображение. (Источник: Melexis)
Производители автомобилей внедряют анимированное освещение в кабине для предоставления информации, такой как подсказки для помощи водителю, обновления состояния автомобиля или расширенные функции комфорта, такие как адаптивное освещение на крыше, и все чаще используют светодиодные RGB-световые панели для связи с водителем с помощью цветовой кодировки. - изменяющиеся и мигающие последовательности, - сказал Мелексис. По словам представителей компании, это приводит к проблемам, связанным с поддержанием единообразия цвета всех светодиодов на световой панели и одновременным изменением освещения.
Благодаря интеграции высокоскоростного коммуникационного интерфейса Melexis MeLiBu IP в MLX8117, MeLiBu управляет отдельными светодиодами для реализации световых эффектов. Он предлагает высокое разрешение для смягчения дрейфа цвета, связанного с температурой, и позволяет без задержки обновлять в реальном времени> 250 светодиодов RGB. Коммуникационный интерфейс MeLiBu использует физический уровень CAN-FD для работы на скоростях до 2 Мбит / с.
Помимо драйверов светодиодов MLX81117, протокол шины MeLiBu поддерживается многоканальными микросхемами драйверов светодиодов MLX81116 компании Melexis, а также OLED-драйвером MLX81130. Компания выпустит больше совместимых продуктов.
Драйвер светодиодной RGB-подсветки MLX81117, размещенный в 32-контактном корпусе QFN32 5 × 5, соответствует требованиям функциональной безопасности ISO 26262 до уровня безопасности B (ASIL B) и обеспечивает низкий уровень электромагнитных помех и высокий уровень защиты от электромагнитных помех, что способствует соблюдению требований электромагнитной совместимости. нормативные документы. Другие функции включают регулировку яркости в широком диапазоне затемнения, что позволяет регулировать уровни естественного освещения.
о Diodes IncorporatedMaxim IntegratedMaxim Integrated ProductsMelexis Microelectronic SystemsOsram Opto SemiconductorsSamsung ElectronicsSeoul Semiconductor